CN109505794B - 一种风机故障预判系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种风机故障预判系统及方法。该风机故障预判系统包括用于测量风机的轴承温度的温度测量传感器，用于测量风机的工作电流的电流测量传感器，用于测量风机转速的转速测量传感器和处理器，其中，处理器分别与温度测量传感器、电流测量传感器和转速测量传感器连接并接收相应的温度信息、电流测量传感器所检测到的电流信息和转速测量传感器所检测到的转速信息，并将温度信息、电流信息和转速信息结合预设判断算法，判断风机的状态或性能。该风机故障预判系统及方法能够预判风机即将发生故障的点及时间，从而无需进行提前更换或者备件存储，有效地降低成本和避免浪费。

Description

一种风机故障预判系统及方法

技术领域

本发明涉及风机通风系统的技术领域，具体涉及一种风机故障预判系统及方法。

背景技术

风机等通风系统已经被广泛地应用于矿井、矿山、隧道等场所。风机等通风系统是这些场所环境保障非常重要的一个组成部分，风机通风系统的可靠性、可维修性是系统非常重要的一个指标。如何提高风机通风系统的可靠性、可维修性是一个非常重要的研究方向。

目前，现有技术中所使用的提高可靠性、可维修性的方法是在设计时采用标准化接口，同时储备足量的备件。在一些非常重要的场所，采用远小于风机及易损件的额定寿命前来更换风机及易损件来提高通风系统的可靠性。现阶段的这些应对措施会极大的提高成本，并且备品备件的存储、维护都会耗费一些人力、物力、财力等，有时备品备件还没有使用就会面临过期的尴尬局面。

针对现有技术中提高风机可靠性的手段的成本过高且易浪费等问题，急需一种能够准确地与判处风机即将发生故障的点及发生故障的时间的风机故障预判系统及相应的故障预判的方法。

发明内容

针对现有技术中提高风机可靠性的手段的成本过高且易浪费等问题，本发明实施例提供一种能够准确地与判处风机即将发生故障的点及发生故障的时间的风机故障预判系统及相应的故障预判方法。该风机故障预判系统能够预判风机即将发生故障的点及时间，从而无需进行提前更换或者备件存储，有效地降低成本和避免浪费。

该风机故障预判系统的具体方案如下：一种风机故障预判系统包括：温度测量传感器，用于测量所述风机的轴承温度；电流测量传感器，用于测量所述风机的工作电流；转速测量传感器，用于测量所述风机的转速；处理器，分别与所述温度测量传感器、所述电流测量传感器和所述转速测量传感器连接，接收所述温度测量传感器所检测到的温度信息、所述电流测量传感器所检测到的电流信息和所述转速测量传感器所检测到的转速信息，并将所述温度信息、电流信息和转速信息结合预设判断算法，判断所述风机的状态或性能。

优选地，所述预设判断算法包括：将所述温度信息与标准温度进行比对，当所述温度信息逐渐偏离所述标准温度时，判断所述风机的轴承处于受损状态；当所述温度信息在温度预设时间内持续高于预设温度值，判断所述风机的轴承需要更换或检修；将所述电流信息与标准电流进行比对，当所述电流信息逐渐偏离所述标准电流时，判断所述风机的电机处于受损状态；当所述电流信息在电流预设时间内持续高于预设电流值，判断所述风机的电机需要更换或检修；当所述转速信息发生变动时，首先检查所述温度信息及所述电流信息是否正常，若所述温度信息及所述电流信息都正常，则上报转速异常情况，提醒检查通风口或通风环境。

优选地，所述处理器包括嵌入式处理系统或者PC机系统。

优选地，所述处理器的工作主频大于10MHZ/S。

优选地，所述温度测量传感器的测量精度优于0.5摄氏度，所述温度测量传感器的量程范围覆盖所述风机的正常工作的温度范围。

优选地，所述电流测量传感器的测量精度优于0.5％，所述电流测量传感器的量程范围覆盖所述风机的正常工作的电流范围。

优选地，所述转速测量传感器的测量精度优于0.5％，所述转速测量传感器的量程范围覆盖所述风机的正常工作的转速范围。

本发明实施例还提供一种应用上述所述的任一种风机故障预判系统的风机故障预判方法。该风机故障预判方法的具体技术方案为，方法包括：步骤S1：采用温度测量传感器检测风机的轴承温度获得温度信息，采用电流测量传感器检测风机的工作电流获得电流信息，采用转速测量传感器检测风机的转速获得转速信息；步骤S2：处理器根据所述温度信息、电流信息和转速信息，结合处理器内部的预设判断算法，判断所述风机的状态或性能。

优选地，预设判断算法包括：步骤S21：将所述温度信息与标准温度进行比对，当所述温度信息逐渐偏离所述标准温度时，判断所述风机的轴承处于受损状态；当所述温度信息在温度预设时间内持续高于预设温度值，判断所述风机的轴承需要更换或检修；步骤S22：将所述电流信息与标准电流进行比对，当所述电流信息逐渐偏离所述标准电流时，判断所述风机的电机处于受损状态；当所述电流信息在电流预设时间内持续高于预设电流值，判断所述风机的电机需要更换或检修；步骤S23：当所述转速信息发生变动时，首先检查所述温度信息及所述电流信息是否正常，若所述温度信息及所述电流信息都正常，则上报转速异常情况，提醒检查通风口或通风环境。

优选地，所述温度预设时间和所述电流预设时间的时间长度相同。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

本发明实施例所提供的一种风机故障预判系统及方法，通过实时监控风机的轴承温度、风机的工作电流和风机的转速，并结合相关的预判算法来评价风机的状态或性能，从而提前判断是否需要更换风机的相关零部件，不需要像现有技术中为了保障风机正常运行而在零部件尚未到使用期限而提前更换或者备件，有效地降低了成本。本发明实施例所提供的一种风机故障预判系统及方法，通过预判出风机发生故障的可能性或时间，对备品、备件的采购及维修计划提供了有力的支撑，达到在省时、省力和省钱的条件下，提高了风机的可靠性和维修性。

附图说明

图1为本发明实施例中提供的一种风机故障预判系统的结构示意图；

图2为本发明实施例中提供的一种风机故障预判方法的步骤示意图；

图3为图2所示实施例的细化版的流程示意图。

附图中标号说明：

100、风机故障预判系统 10、温度测量传感器 20、电流测试传感器

30、转速测量传感器 40、处理器

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

如图1所示，本发明实施例中提供的一种风机故障预判系统的结构示意图。一种风机故障预判系统100包括用于测量风机的轴承温度的温度测量传感器10，用于测量风机的工作电流的电流测量传感器20，用于测量风机的转速的转速测量传感器30和处理器40。处理器40分别与温度测量传感器10、电流测量传感器20和转速测量传感器30连接，接收温度测量传感器10所检测到的温度信息、电流测量传感器20所检测到的电流信息和转速测量传感器30所检测到的转速信息，并将温度信息、电流信息和转速信息结合预设判断算法，判断风机的状态或性能。

处理器40具体可以采用嵌入式处理系统或者PC机系统。优选地，处理器40的工作主频大于10MHZ/S。温度测量传感器10的测量精度优于0.5摄氏度，并且温度测量传感器10的量程范围覆盖所述风机的正常工作的温度范围。温度测量传感器10的具体类型或者型号可以根据需求，自行选定，此处不做限定。电流测量传感器20的测量精度优于0.5％，并且电流测量传感器20的量程范围覆盖所述风机的正常工作的电流范围。电流测量传感器20的具体类型或者型号可以根据需求，自行选定，此处不做限定。转速测量传感器30的测量精度优于0.5％，并且转速测量传感器30的量程范围覆盖所述风机的正常工作的转速范围。转速测量传感器30的具体类型或者型号可以根据需求，自行选定，此处不做限定。

除了外力造成的风机变形损坏，通风系统在正常工作条件下工作时，通风风机正常的老化损坏都是一个缓慢变化的过程。预设判断算法根据风机老化是缓慢变化过程的这一事实，进行相应的设计。在一实施例中，预设判断算法具体的内容如下所述。

将所述温度信息与标准温度进行比对，当所述温度信息逐渐偏离所述标准温度时，判断所述风机的轴承处于受损状态。当所述温度信息在温度预设时间内持续高于预设温度值，判断所述风机的轴承需要更换或检修，并将所述判断信息进行上报。预设温度值一般可以取标准温度值的一个预设范围，如标准温度的上下5％的浮动范围，或者标准温度的上下2％的浮动范围。当然，本发明实施例中的浮动范围的百分比，根据需求或者环境或者精度要求，可做适应性的变化。温度预设时间的时间长度一般可以取为3分钟、5分钟、10分钟等。具体的温度预设时间的市场可以根据需求或者环境或者精度要求，做适应性的变化。如果风机停止工作造成的影响较大，可以对风机进行降额使用，并加大监测强度。

如果风机的轴承温度检测是正常的，则检测风机的工作电流是否正常。将所述电流信息与标准电流进行比对，当所述电流信息逐渐偏离所述标准电流时，判断所述风机的电机处于受损状态；当所述电流信息在电流预设时间内持续高于预设电流值，判断所述风机的电机需要更换或检修，并将所述判断信息进行上报。预设电流值一般可以取标准电流值的一个预设范围，如标准电流值的上下5％的浮动范围，或者标准电流值的上下2％的浮动范围。当然，本发明实施例中的浮动范围的百分比，根据需求或者环境或者精度要求，可做适应性的变化。电流预设时间的时间长度一般可以取为3分钟、5分钟、10分钟等。具体的电流预设时间的市场可以根据需求或者环境或者精度要求，做适应性的变化。为了保证评判标准的统一性，在优选实施例中，温度预设时间和所述电流预设时间的时间长度相同。如果风机停止工作造成的影响较大，可以对风机进行降额使用，并加大监测强度。

当所述转速信息发生变动时，首先检查所述温度信息及所述电流信息是否正常，若所述温度信息及所述电流信息都正常，则上报转速异常情况，提醒检查通风口或通风环境。造成风机转速偏离标准转速的原因比较多，如果风机的轴承温度和工作电流都正常，风机的转速有明显的变化时，风机自身发生故障的可能性极小，可不予考虑，此时只需要上报转速异常情况，并提醒主要检查通过口是否畅通，通风环境是否有明显变化等外部环境情况。

在本发明实施例中，上述预设判断算法中的对轴承的温度测量及状态判断与对风机电流测量及电机状态判断的顺序可以互换。

如图2所示，本发明实施例中提供的一种风机故障预判方法的步骤示意图。本发明实施例还提供一种应用图1所述的风机故障预判系统100的风机故障预判方法。该风机故障预判方法的具体技术方案为包括：

步骤S1：采用温度测量传感器检测风机的轴承温度获得温度信息，采用电流测量传感器检测风机的工作电流获得电流信息，采用转速测量传感器检测风机的转速获得转速信息。

步骤S2：处理器根据所述温度信息、电流信息和转速信息，结合处理器内部的预设判断算法，判断所述风机的状态或性能。在该实施例中，预设判断算法具体包括：

步骤S21：将所述温度信息与标准温度进行比对，当所述温度信息逐渐偏离所述标准温度时，判断所述风机的轴承处于受损状态；当所述温度信息在温度预设时间内持续高于预设温度值，判断所述风机的轴承需要更换或检修，并将所述判断信息进行上报。预设温度值一般可以取标准温度值的一个预设范围，如标准温度的上下5％的浮动范围，或者标准温度的上下2％的浮动范围。当然，本发明实施例中的浮动范围的百分比，根据需求或者环境或者精度要求，可做适应性的变化。温度预设时间的时间长度一般可以取为3分钟、5分钟、10分钟等。具体的温度预设时间的市场可以根据需求或者环境或者精度要求，做适应性的变化。如果风机停止工作造成的影响较大，可以对风机进行降额使用，并加大监测强度。

步骤S22：将所述电流信息与标准电流进行比对，当所述电流信息逐渐偏离所述标准电流时，判断所述风机的电机处于受损状态；当所述电流信息在电流预设时间内持续高于预设电流值，判断所述风机的电机需要更换或检修，并将所述判断信息进行上报。预设电流值一般可以取标准电流值的一个预设范围，如标准电流值的上下5％的浮动范围，或者标准电流值的上下2％的浮动范围。当然，本发明实施例中的浮动范围的百分比，根据需求或者环境或者精度要求，可做适应性的变化。电流预设时间的时间长度一般可以取为3分钟、5分钟、10分钟等。具体的电流预设时间的市场可以根据需求或者环境或者精度要求，做适应性的变化。为了保证评判标准的统一性，在优选实施例中，温度预设时间和所述电流预设时间的时间长度相同。如果风机停止工作造成的影响较大，可以对风机进行降额使用，并加大监测强度。

步骤S23：当所述转速信息发生变动时，首先检查所述温度信息及所述电流信息是否正常，若所述温度信息及所述电流信息都正常，则上报转速异常情况，提醒检查通风口或通风环境。造成风机转速偏离标准转速的原因比较多，如果风机的轴承温度和工作电流都正常，风机的转速有明显的变化时，风机自身发生故障的可能性极小，可不予考虑，此时只需要上报转速异常情况，并提醒主要检查通过口是否畅通，通风环境是否有明显变化等外部环境情况。

在本发明实施例中，上述预设判断算法中的步骤S21和步骤S22的顺序可以互换。

本发明实施例所提供的一种风机故障预判系统及方法，通过实时监控风机的轴承温度、风机的工作电流和风机的转速，并结合相关的预判算法来评价风机的状态或性能，从而提前判断是否需要更换风机的相关零部件，不需要像现有技术中为了保障风机正常运行而在零部件尚未到使用期限而提前更换或者备件，有效地降低了成本。

本发明实施例所提供的一种风机故障预判系统及方法，通过预判出风机发生故障的可能性或时间，对备品、备件的采购及维修计划提供了有力的支撑，达到在省时、省力和省钱的条件下，提高了风机的可靠性和维修性。

如图3所示，为图2所示实施例的细化版的流程示意图。在图3中，将图2中的步骤S1中测量温度、测量电流和测量转速分别分散至步骤S21、步骤S22和步骤S23中了。相对图2，图3中的每一步骤中的判断更加细化，图3中的具体过程与图2所示实施例是一致的。本领域技术人员从图3中可以了解清楚，因此，此处不再赘述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种风机故障预判系统，其特征在于，所述风机故障预判系统包括：

温度测量传感器，用于测量所述风机的轴承温度；

电流测量传感器，用于测量所述风机的工作电流；

转速测量传感器，用于测量所述风机的转速；

处理器，分别与所述温度测量传感器、所述电流测量传感器和所述转速测量传感器连接，接收所述温度测量传感器所检测到的温度信息、所述电流测量传感器所检测到的电流信息和所述转速测量传感器所检测到的转速信息，并将所述温度信息、电流信息和转速信息结合预设判断算法，判断所述风机的状态或性能；

所述预设判断算法包括：

将所述温度信息与标准温度进行比对，当所述温度信息逐渐偏离所述标准温度时，判断所述风机的轴承处于受损状态；当所述温度信息在温度预设时间内持续高于预设温度值，判断所述风机的轴承需要更换或检修；

将所述电流信息与标准电流进行比对，当所述电流信息逐渐偏离所述标准电流时，判断所述风机的电机处于受损状态；当所述电流信息在电流预设时间内持续高于预设电流值，判断所述风机的电机需要更换或检修；

当所述转速信息发生变动时，首先检查所述温度信息及所述电流信息是否正常，若所述温度信息及所述电流信息都正常，则上报转速异常情况，提醒检查通风口或通风环境。

2.根据权利要求1所述的一种风机故障预判系统，其特征在于，所述处理器包括嵌入式处理系统或者PC机系统。

3.根据权利要求2所述的一种风机故障预判系统，其特征在于，所述处理器的工作主频大于10MHZ/S。

4.根据权利要求1所述的一种风机故障预判系统，其特征在于，所述温度测量传感器的测量精度优于0.5摄氏度，所述温度测量传感器的量程范围覆盖所述风机的正常工作的温度范围。

5.根据权利要求1所述的一种风机故障预判系统，其特征在于，所述电流测量传感器的测量精度优于0.5％，所述电流测量传感器的量程范围覆盖所述风机的正常工作的电流范围。

6.根据权利要求1所述的一种风机故障预判系统，其特征在于，所述转速测量传感器的测量精度优于0.5％，所述转速测量传感器的量程范围覆盖所述风机的正常工作的转速范围。

7.一种应用权利要求1至6所述的任一种风机故障预判系统的风机故障预判方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤S1：采用温度测量传感器检测风机的轴承温度获得温度信息，采用电流测量传感器检测风机的工作电流获得电流信息，采用转速测量传感器检测风机的转速获得转速信息；

步骤S2：处理器根据所述温度信息、电流信息和转速信息，结合处理器内部的预设判断算法，判断所述风机的状态或性能；

所述预设判断算法包括：

步骤S21：将所述温度信息与标准温度进行比对，当所述温度信息逐渐偏离所述标准温度时，判断所述风机的轴承处于受损状态；当所述温度信息在温度预设时间内持续高于预设温度值，判断所述风机的轴承需要更换或检修；

步骤S22：将所述电流信息与标准电流进行比对，当所述电流信息逐渐偏离所述标准电流时，判断所述风机的电机处于受损状态；当所述电流信息在电流预设时间内持续高于预设电流值，判断所述风机的电机需要更换或检修；

步骤S23：当所述转速信息发生变动时，首先检查所述温度信息及所述电流信息是否正常，若所述温度信息及所述电流信息都正常，则上报转速异常情况，提醒检查通风口或通风环境。

8.根据权利要求7所述的一种风机故障预判方法，其特征在于，所述温度预设时间和所述电流预设时间的时间长度相同。

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